操作系统实验报告

1、操作系统实验报告实验三一个进程启动另一个程序的执行【实验目的】在Linux环境系统中，execve系统调用用于执行一个程序（可执行二进 制文件或脚本）。exec 函数家族，包括 execl> execlp> execle execv> execvp, 是execve系统调用的前端。本实验要求学生学习在一个进程中启动另一个程序 执行的基本方法，了解execve系统调用和exec函数家族的使用方法。【实验内容】（-）初步认识“在一个进程中启动另一个程序的执行”。1 >编辑一个源程序dummy.c,并编译为可执行程序dummy0/ dunimy.c#include <s

2、tdio.h>#include <stdlib.h>#include <sys/types.h>#include <unistd.h>int main(int argc, char *argv)(int result;printf(nnYou are now in a running program "%s". argvOJ);printf(MMy PID is %d. My parent's PID is %d.n", getpid(), getppid();printf(HPlease input an int

3、eger (0-255), which will be returned to my parent process:'。")；scanf(H%d, &result);printf(nGoodbye.nnn);return (result &0377);1)2、再编辑一个源程序exec_test.c,并编译为可执行程序exec_testo/ exec_test.c#inckide <stdio.h>#inckide <stdlib.h>#include <error.h>#include <sys/types.h>

4、#include <unistd.h>#include <sys/wait.h>int main(int argc, char *argv)(int result;result = fork();if (result < 0)perror(nFailed to create child");exit(l);)else if (result = 0)/ Child 1char *cmd = "./dummy"printf("Child process*s PID is %d. My parent's PID is %d

5、.n", getpid(), getppid();printf(HChild process is about to execute n%sHnnH, cmd);result = execlp(cmd, cmd, NULL);if (result = - 1)perror(nIn child process, failed to exec a program");)exit(O);)else(/ parentint status;printf(HParent process's PID is %d.n, getpidQ);printf(MParent process

6、 is waiting . nn);wait(&status);printf(HIn parent process, status = Ox%x, WEXITSTATUS(status) = %d (i.e. Ox%x)n' status, WEXITSTATUS(status), WEXITSTATUS(status);)return (EXIT_SUCCESS);)3、先执行dummy,观察、分析执行结果；然后执行程序exejtest,观察、 分析执行结果。(注意，两个可执行程序都在当前目录下)(二)实现一个简单的命令解释外壳(Shell)。1、基本功能：(1)从标准输入读

7、取一行字符串，其中包含欲执行的命令和它的命令行参 数(如果有的话)。提示：需要将输入的一行字符串进行拆分，以空格、制表符 (t)作为分隔符，分解为命令、命令行参数(零个或多个)。如果用户输入的命 令是“quit”，则退出执行。(2)创建一个子进程。(3)在子进程中，执行在(1)读入的命令，如果有命令行参数，也要传递。(4)在父进程中，等待子进程结束，然后打印子进程的返回值。(5)在父进程中，控制转移至(Do【实验要求】按照要求编写程序，放在相应的目录中，编译成功后执行，并按照要求分析执行结果，并写出实验报告。【实验设计】dummy程序：Iliyuxin221liyuxin221 test35

8、./dunwyYou are now in a running program M./dumry M.My pid is 14758. My parent's PID is 14449.Please input an integer (0-255)r which will be returned to my parent process： 233Goodbye.Iliyuxin22WXiyuxin221 test35 I结果显示了该进程的PID和父进程的PID,并且将一个值返回给了父进程。exec_test 程序：In parent process, status = 0x2a00rW

9、EXITSTATUS(status) = 42 (i.e. 0x2a) Iiyuxin221liyuxin221 test3$ ,/exec test.outParent process's PID is 14769.Parent process is waitingChild process's PID is 14770. My parent's PID is 14769.Child process is about to execute 11 ./dumy"you are now in a running program "./durmy M.M

10、y PID is 14770. My parent's PID is 14769.Please input an integer (0-255), which will be returned to i)y parent process： 19Goodbye.in parent process, status = 9xi309rWEXiTSTATUS(status) = 19 (i.e. 0x13) Liyuxin22lliyuxin221 test33 |在子进程中键入的数值返回了父进程，并显示了出来(19).实现一个简单的命令解释外壳(Shell) 源代码：/example#inc

11、lude<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<sys/types.h>#include<unistd.h>#i nc 1 u de<errno. h>#include<sys/wait.h>#include<string.h>int main()int pid;int rm； 子进程的返回值int exec_errorno;char command256;char * p;char * q;char *c20;int i=0J=0;while(l)/从终端读取要执行的命令pri

12、ntf(">H);command 0=,01;p= fgets(command,256,stdin);if (p= NULL)perror(MError in fgets().H);exit(-l);)/Delete the last char (new line) in the string returned by fgets() commandstrlen(command)-1 = '0'； p=command;q二p；/Quit if user inputs HquitHif (!strcmp(command,HquitH) break;)/Create

13、a child process to execute command pid = fork();if (pid<0) perror(MFailed while calling fork.”)； exit(-l);)else if(pid = 0)/子进程执行此命令for(;)ci=strtok(p/f H); if(ci=NULL) break;)i+； p=NULL;1P=c01;for(j=0;j<i;j+)printf("sn:cj); ) exec_errorno = execvp(p,c);如臬exec函数返回，表明没有正常执行命令只有在这种情况下，才会执行下面

14、的打印错误信息perror(command);exit(exec_errorno);)else父进程，等待子进程结束，并打印子进程的返回值wait(&rtn);printf(Hn Value returned from child process, rtn =%dnH,rtn);printf("WEXITSTATUS(rtn) = %dii",WEXITSTATUS(rtn);)return 0;)【实验测试结果及分析】此程序通过对exec，p()函数的调用，使得通过输入命令被执行。输入的命令用fgets()存入command字符串中，然后反复调用strtok。函数

15、, 分割所得字符用，达到将命令分割的目的，使得多命令行参数得以实现。【运行结果】又件(F) 融(E) S#(V)籍端(T)帮助(H)>quitIiyuxin221liyuxin221 test3$ ./final2.out>ls -alIsal皂用星 152jrwxrwxr-x.2liyuxin221Xiyuxin221469618月231G:45,jrwxrwxr-x.5Uyuxin221liyuxin221469618月2820:35,-rwxrwxr-x.1liyuxin221liyuxin221536418月2821:34dunwny-rwxrwxr-x.1liyuxm22

16、1liyuxin221536418月2319:43dummy30- rwxrw-rw-,1Uyuxin221liyuxin22145218月2821:34dummy.c- ni'xrwxr-x.1liyuxin221liyuxin221523818月2821:03dummy.out- rwxErw.1Liyuxm22Lliyuxin221162418月2310:24example.c- rwxrwxr-x. 1Uyuxin221liyuxin221635418月2310:25example.outrwxrwrw.1liyuxin221Hyuxin22110018月2120:58exec

17、l.c-rwxrwxr-x.1Iiyuxm221liyuxin221474818 月2120:58exec I. out-rwxrw-rw-.1liyuxm221liyuxin22192818月2820:54exec_test.c-rwxrwxr-x.1Uyuxin221Hyuxin221598618月2629:54exec-test.outrwxrwrw-.1liyuxin221liyuxin221161918月2310:22finall.c-rwxrwxr-x.1liyuxin221liyuxin221633318月2310:22fmall.out- rwxrw-rw-.1Uyuxin22

18、1Iiyuxin221164718月2310:42final?.crxrwxrx.1liyuxin221liyuxin221630518月2310:42final2.ouT- pR-xr-xr-x.1Iiyuxin221liyuxin221633318月1619:57gnome-terminal.desktop- rwxrwxr-x.1liyuxin221liyuxin22164G718月2120:48shell- rwxrwrw.1 liyuxin221 Hyuxin221 1928 18月 21 20:47 shell.c- rwxrw-rw-. 1liyuxin221liyuxin221

19、30118月2310:45strtokl.c- rwxrwxr-x. 1liyuxm221liyuxin221496518月2310:45strtokl.out- rwxrw-rw-, 1Uyuxin221liyuxin22141818月2121:24strtok.c- rwxrw-rw-. 1liyuxin221liyuxin221565211月62812 text3【收获及体会】 实验指导书在实验调试和分析的过程中，我越来越懂得自学能力和自 我独立解决问题的重要性。在以后的实验和学习中，我会不断的加强 对这方面的训练。【参考资料】实验指导书实验五 线程间的互斥与同步【实验目的】理解POSI

20、X线程（Pthread）互斥锁和POSIX信号量机制，学习它们的使用方 法；编写程序，实现多个POSIX线程的同步控制。【实验内容】创建4个POSIX线程。其中2个线程（A和B）分别从2个数据文件（datal.txt 和 data2.txt）读取10个整数.线程A和B把从文件中读取的逐一整数放入一个缓冲 池.缓冲池由n个缓冲区构成（n=5,并可以方便地调整为其他值），每个缓冲区可以存放一个整 数。另外2个线程，C和D,各从缓冲池读取10数据。线程C、D每读出2个数据，分别求出它们的和或乘积，并打印输出。提示：（1）在创建4个线程当中，A和B是生产者，负责从文件读取数据到公 共的缓冲区，C和D是

21、消费者，从缓冲区读取数据然后作不同的计算（加和乘运算）。使用互斥锁和信号量控制这些线程的同步。不限制线程C和D从缓冲区得到的数据来自 哪个文件。（2）在生产者线程中，确保从文件读出数据以后，再去“生产”。在开始设计和实现之前，务必认真阅读下列内容：课本6.8.4节；讲义（课堂PPT）中关于“生产者-消费者问题”的部分；课本第6章后面的编程项目一一生产者-消费者问题。【实验要求】按照要求编写程序，放在相应的目录中，编译成功后执行，并按照要求分析执行结果，并写出实验报告。【实验设计】#include <stdio.h>#include <pthread.h>#inckide

22、 <semaphore.h>#inckide <stdlib.h>#include <unistd.h>#define NUM THREADS 5int buffer5;int in = 0; 写入标识int out = 0; 读取标识pthread_mutex_t niutex2in, mutex2out;sem_t wri, rea;void *writel(void *arg)(FILE *fpl = fopen(ndatal.txtH, Mrn);int wl;int il = 0;for(i 1 =0;il < 10;il+)(/p (写资源

23、) sem_wait(&wri);从文件中读取一个文件if(fscanf(fpl/,%d, &wl)9 else (printf(Tm the pthread write 1J can't read a num from datal.txt.nn); exit(l);)/放入缓存对应位置加in锁pthread_mutex_lock(&mutex2in);bufferin = wl;in = (in + 1) % NUM_THREADS;解in锁pthread_mutex_unlock(&mutex2in);v(读环源) sem_post(&rea

24、);)线程结束fclose(fpl);pthread_exit(NULL);) void *write2(void *arg)int w2;FILE *fp2 = fopen("data2.txt", "r");int i2 = 0;for (i2 = 0; i2< 10; i2+)(HP (写资源)sem_wait(&wri);从文件中读取一个文件if (fscanf(fp2, "%d", &w2)else(printf(Tm the pthread write 1J can't read a num

25、from datal.txt.nn); exit(l);)/放入缓存对应位置加in锁pthread_mutexjock(&mutex2in);bufferin = w2;in = (in + 1)% NUM_THREADS;解in锁pthread_mutex_unlock(&mutex2in);v(读存源) sem_post(&rea);)/线程结束fclose(fp2);pthread_exit(NULL);)void *plus(void *arg)(加进程int al, bl, cl;int p = 0;for (p = 0; p < 5; p+)(p(读资

26、源)sem_wait(&rea);从缓冲中读取一个文件加out锁pthread_mutexjock(&mutex2out);al = bufferout;out = (out + 1) % NUM_THREADS;解out锁pthread_mutex_unlock(&mutex2out);/V (写资源)sem_post(&wri);p(读资源)sem_wait(&rea);加out锁pthread_mutexjock(&mutex2out);从缓而中读最一个文件bl = bufferout;out = (out+ 1)% NUM_THREADS

27、;解out锁pthread_mutex_unlock(&mutex2out);cl = al + bl;计算求和并且输出到屏幕printf(nrm the pthread of pkisingjhis is my result:t %d + %d = %d. n", al, bl, cl);/V (写资源)sem_post(&wri);)线程结束pthread_exit(NULL);)void *mult(void *arg)(乘进程int a2, b2, c2;int p = 0;for (p = 0; p < 5; p+)P(读资源) sem_wait(&a

28、mp;rea);/加out锁pthread_mutexjock(&mutex2out);从缓而中读最一个文件a2 = bufferout;out = (out + 1) % NUM_THREADS;解out锁pthread_mutex_unlock(&mutex2out);/V (写资源) sem_post(&wri);p(读资源) sem_wait(&rea);加out锁pthread_mutexjock(&mutex2out);从缓而中读最一个文件b2 = bufferout;out = (out+ 1)% NUM_THREADS;解out锁pthr

29、ead_mutex_unlock(&mutex2out); c2 = a2 * b2;计算求积并且输出到屏幕printf(the pthread of multiplyingjhis is my result:t %d * %d = %d. n”, a2, b2, c2);/V (写资源) sem_post(&wri);)线程结束pthread_exit(NULL);)int main()(互斥锁初始化pthread_mutex_init(&mutex2in, NULL);pthread_mutex_init(&mutex2out, NULL);pthreadA

30、, B, C, D;int err;信号量初始化sem_init(&wri, 0, 5);sem_init(&rea, 0, 0);创建线程1err = pthread_create(&A, NULL, write 1, NULL);if (err !=0)printf("can't create myThreadl :%snH, strerror(err);1创建线程2err = pthread_create(&B, NULL, write2, NULL);if (err != 0)(printf(Hcanrt create myThread

31、2:%snH, strerror(err);1稍微延迟sleep(O.l);创建线程3err = pthread_create(&C, NULL, plus, NULL);if (err !=0)printf(Hcanrt create myThread3:%sn,r, strerror(err);)创建线程4err = pthread_create(&D, NULL, mult, NULL);if (err !=0)printf(Hcan,t create myThread4:%snH, strerror(err);)pthreadJoin(A, NULL);pthreadJ

32、oin(B, NULL);pthread-join(C, NULL);pthread-join(D, NULL);return 0;> Fedo»» x I丘栅月也受嵇Q匚一上dataX.txt I - /*1打开土Iiyuxin221>liyuxin221:*/tc5tztcst5震件IF）网t第E：，»«（V）胡&（T>帚劝（川datd2.txt x39427384952637485920n the pthread of plusing,this is try result:n the pthread b the pihre

33、ad n the pthread n the pthread a the pthread n the pthread 口 the pthread fi the pthread n the pthread a the pthreadn the pthread fi the pthread n the pthread a the pthread fi the pthread n the pihread n the pthreac n the pthread n the pthread n the pthreadof of of of of of ofofof : of of of of : of7

34、 oftest5)$ ./tests.2.outpluslngrtftls is ny result:wjltiplyingrthis is wy wjltiplying,this is try »jltiplylng,thls is try wltiplying.this is wypluslngrthls plusingrthi5 pluming,thi5 plusing,th"is ny result: is ny result： 15 fry result: is ny result:result: result: result： result：test5)$ ,/

35、tcstJ.Z.outwjltlplylng,thls is try result ： pl”ing,vn$ is ny result： plusing,this is fry result: plusingrthis is rry result： plusing,thi$ is ny result: wltiplying,this U ny result ： plusingjnis is ny result： »jltiplying,thi5 is vy result: wltiplying,this Is uy result：wltiplying.this is ny resul

36、t ：ultiplying.this is «y result:31=60.39 - 42 =179.73 4 2637 - 4859 201 M 31 48.70. =159. -117.10381898 1776.1180.31.953759139 , 42 -179. =63.-107.- 21.73 « 2 ： 36.46 - 6576 8995 22=1638.146.=2998.-6230. =2898文件(门珈2S(V)搜方S) T*<TI_ jfij打畀v 2也存日datal.at x31 4G65708993 2斗data2.txt (-/test/

37、test5) - geditIJI nJ |_xj .一')搜索工具(T)文档(D)砌(H)画Iiyuxin221liyuxin221:-/test/test5LJ 回文件(F)编辑(日查看(V)终端(T)帮助(H)I'm the pthread of plusing,this is my result: 48 + 20 = 68. liyuxin221(3Hyuxin221 test5$ ./test5.2.outI'm the pthread of multiplying,this is my result:39 42 = 1638.I'm the pthread of plusing,this is my result: 84 + 95 = 179.I'm thepthreadofmultiplying,thisismyresult:73*26=1898.I'm thepthreadofmultiplying,thisismyresult:37*48=1776.I'm thepthreadofmultiplying,thisismyresult:59*20=1180.m thepthreadofmultiplying,this